CN1123679C - 两冲程发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种把四冲程往复活塞式发动机(10)转换成通过原来的顶部阀(18)进行换气的有效两冲程发动机的方法。这个通过下面这些来实现：提供一种具有相应泵室(26)的往复变容泵(22)，该相应泵室在邻近发动机(10)的入口(34)处布置有它们的出口(33)并且供给一组动力缸(12)。该泵(22)通过发动机(10)的升高驱动装置来驱动，并且它的正时是这样的：每个泵活塞(25)把该组中的供给的动力活塞(11)的另一些引导到它们相应的上死点(TDC)位置中，要供给的每个动力缸(12)的进入阀(18i)在下死点之前打开，并且在TDC之前关闭，及供给动力缸(12)的出口阀(18c)在BDC之前打开，并且在TDC之前关闭。
Description
本发明涉及发动机
本发明特别应用到用来把标准四冲程发动机转换成有效的二冲程发动机的方法和装置中。但是，本发明不局限于转换发动机，并且可以应用到有效的两冲程发动机的原始生产中。
现有技术公开了这样的两冲程发动机：在发动机使用了由泵室增压的动力缸，从而提高了效率。但是，对于所有的新发动机设计而言，在这种方法中的固有的问题是安装新设备的费用较高。此外，人们认为，许多这些早期建议没有遇到这些严厉的排放标准，而这些严厉的排放标准现在是绝大多数内燃机所必需的。例如，人们非常希望减少氮的氧化物(NOx)和包括油烟的颗粒的排放。这种排放减少的效率相比于燃料效率或者实现提高动力来讲更加重要。
现有发动机工业较大、较成熟、稳定并且守旧。甚至对发动机设计进行合理改进也非常困难。现有发动机和发动机设计连累了发动机购买者。他们用昂贵的装置和设备对传统发动机进行加工，并且更有可能接受提高性能的技术进步如反对主要偏差。
在一个方面中，本发明的目的是提供一种把标准的四冲程发动机转换成二冲程发动机的方法和装置，该二冲程发动机可以根据所选择的或者所有废气排放、燃料效率和转换发动机的功率输出进行有效工作。本发明的另一目的是提供有用的发动机，这些发动机在商业上引起了制造厂和使用者的兴趣。
根据上面描述，一方面，本发明大致在于一种把四冲程往复活塞式发动机转换成两冲程发动机的方法，该方法包括：
提供一种具有相应泵室的往复容积泵，该相应泵室用于发动机的至少由两个气缸组成的气缸组，每个泵室具有由它的泵活塞所扫过的气缸工作容量，该气缸工作容量大于发动机的每个气缸的气缸工作容量；
把泵固定到邻近这些气缸的、发动机上的固定件上，因此泵的出口设置成紧紧邻近发动机的入口；
把每组发动机气缸的曲柄销布置成360度除以该组中的气缸数目所得到的角度间隔。
提供升压驱动装置，从而驱动发动机的泵，该升高值是每泵室的、每组发动机气缸中的气缸数目的比值；
通过输送歧管提供相对较短的供给通道，该输送歧管把每个泵室的出口与该组的气缸入口相互连接起来，从而进行供给，及
使发动机和泵之间的连通及发动机的进气阀和排气阀的工作正时成这样的：
这个泵活塞或者每个泵活塞把供给的另一些动力活塞引导到它们相应的上死点(TDC)位置中；
要供给的每个动力缸的进入阀在下死点(BDC)之前打开，并且在TDC之前关闭，及
供给动力缸的出口阀在BDC之前打开，并且在TDC之前关闭。
最好地：
借助于曲轴旋转80度到160度，这个泵活塞或者每个泵活塞把供给的另一些动力活塞引导到它们相应的上死点(TDC)位置中；
要供给的动力缸的进入阀在BDC之前的50度到0度的范围内打开；
要供给的动力缸的进入阀在曲轴旋转的TDC之前的70度到160度的范围内关闭；
供给的动力缸的出口阀在BDC之前的110度到40度的范围内打开；
要供给的动力缸的出口阀在曲轴旋转的TDC之前的100度到180度的范围内关闭；
在上述范围内，更靠近BDC的正时更加适合于工作在相对较低的工作速度下的发动机，并且尤其适合于大型发动机。有利的是，高速发动机工作在该范围的其它端处。
对于典型的两升汽车柴油机而言，该柴油机转换成这种循环或者工作在这种循环中，并且优选成工作在1500RPM的同步速度下从而驱动例如240V交流发电机，典型正时是：
泵活塞把动力活塞引导到120度的上死点；
要供给的动力缸的进入阀在下死点之前的40度处打开并且在上死点之前110度处关闭；
供给的动力缸的出口阀在下死点之前的70度处打开并且在上死点之前140度处关闭。
对于典型的两升汽车柴油机而言，该柴油机转换成这种循环或者工作在这种循环中，并且优选成高速，典型正时是：
泵活塞把动力活塞引导到135度的上死点；
要供给的动力缸的进入阀在下死点之前的45度处打开并且在上死点之前115度处关闭；
供给的动力缸的出口阀在下死点之前的85度处打开并且在上死点之前155度处关闭。
驱动轴相对于曲轴的二比一的升高比对于高速发动机而言是优选的，从而可以实现把来自泵的空气有效地输送到动力缸中。大于二比一的升高比最好局限到相对的慢速发动机和中速发动机中。
合适的是，泵室的工作容积不比每个相应的动力缸的工作容积大1.6倍。例如，在需要合适的动力增量的应用中，泵室的工作容积最多可以比每个相应的动力缸的工作容积大30％。在较大动力增量的应用中，泵室的工作容积最多可以比每个相应的动力缸的工作容积大60％。
为了更好地改善排放，优选地，泵室的工作容积可以比每个相应动力缸的工作容积大60％。
此外，需要泵零件工作在比动力零件还低的压力和温度下，并且本发明可以借助于下面的方法使这些零件最佳化：使转换发动机的相对坚固的零件工作一圈，同时使用不坚固的零件来进行泵吸，因此提供了这样的优点：减少了功率消耗，并且减少了相关的摩擦负荷。
最好地，输送歧管或者泵盖设置有可以被驱动的排出阀，合适地，该阀是针阀或者类似的压敏阀，该针阀或者类似的压敏阀可以防止气体在动力缸的扫气-吸气期间从输送歧管回流到泵缸中。更加优选的是，排出阀紧邻泵室的出口而设置，从而使二次膨胀的容积最小化，因此提高了泵室的容积效率。
排出阀可以收集排出阀下游处的、增压的新鲜气体的充量，因此在进入阀开始打开时及在排气阀关闭之前，新鲜气体的正流量(positiveflow)由进入歧管进行喷射，从而提高了废气的扫气。这种措施还用来防止废气从动力缸通过输送口和输送歧管回流到泵缸中。
从泵到该组缸的输送歧管包括一个上游分支，该分支连接到泵中并且与该组气缸的若干下游分支连通。在这种应用中，一个排出阀如针阀可以用在上游分支中，从而同时与所有的下游分支连通。
但是，优选的是，排出阀是这样的型式：它可以被控制，从而以连续的方式与另一些下游的分支连通。这将使泵和相应气缸之间的通道有效容积最小化，从而更加有效地输送气体。最好地，排出阀是正时旋转的鼓阀(drum valve)，该鼓阀设置成尽可能靠近位于上死点处的泵活塞顶部，并且连续与下游的分支连通。
偏转装置可以设置在进入区域内，或者提供阀遮板或者类似物从而引起废气的环形扫气。
优选的是，针阀或者其它阀装置在进入区域内可以布置到该泵室或者每个泵室中，从而有助于提高泵室的容积效率。
为了提供所需要的曲轴/驱动轴正时，由一个泵缸所供给的该组气缸一定具有它们相关的曲柄销，而这些曲柄销的间隔角度为360度除以该组中的气缸数目。相应地，转换发动机需要曲轴进行改进，从而得到这种形状。凸轮轴需要新的正时来适应。凸轮轴将从改进的升高外形中得到好处，从而适应更短的排气或者进气过程，这个可以还需要其它阀系(valve train)改进，如弹簧系数。此外，改进油泵来容纳更大的油路从而包括螺栓固定的泵，并且在较低的发动机怠速时保持压力。
优选的是，出于平衡目的，气缸数目为偶数的转换发动机的相应成对的曲柄相互均匀偏离。在传统的四缸发动机中，这些曲柄装在共同的平面内，前面和后面的成对曲柄相互偏移90度，从而在转换发动机中以曲轴一圈中每隔90度进行点火。
在另一方面，本发明大致属于两冲程往复发动机，该发动机具有头部安装的进入阀和出口阀及用来给气缸装料的外部泵，其特征在于：
外部泵是往复变容式泵，该泵具有与发动机的至少两气缸的组相对应的泵室，每个泵室具有泵活塞所扫过的排量，该排量大于发动机的每个气缸的工作容量；
该泵固定到邻近气缸的发动机的固定件上，因此泵的出口紧邻发动机的入口而设置；
每组发动机气缸的曲柄销布置成360度除以该组气缸的数目的间隔角度。
设置了升压驱动装置，从而驱动发动机的泵，这种升高值是每泵室的、在每组发动机气缸内的气缸数目的值；
相对较短的供给通道通过输送歧管而设置到该组气缸的入口中，从而进行供给，而该输送歧管与每个泵室的出口相连，及
发动机和泵之间的连通及发动机的进入阀和排出阀的工作定时成这样的：
该泵活塞或者每个泵活塞把供给的动力活塞的另一些导到它们相应的上死点(TDC)位置上；
要供给的每个动力缸的进入阀在下死点(BDC)之前打开和在TDC之前关闭，及该供给的动力缸的出口阀在BDC之前打开并且在TDC之前关闭。
在具有四个或者更多个气缸的发动机中，为了防止一个气缸的排气脉冲或者相干扰另一个气缸的扫气相，因此设置了独立的排气歧管或者可以防止排气相与扫气相相干扰的那种歧管。在涡轮增压的发动机中，设置了独立的涡轮增压器进入口，或者在涡轮增压器的入口处设置了分开的涡卷。另一方面，可以使用独立的涡轮增压器。
为了更加容易理解本发明和把它付诸实践，现在参照图解了本发明的典型实施例的附图，其中：
图1是适合于以本发明装置的两冲程进行工作的传统多缸四冲程发动机的示意性图；
图2图解了工作循环的相；图3和4图解了开口偏移和阀遮板的典型布置，及
图5是输送歧管的压力V正时的相。
首先参照图1，可以看到典型的多缸四冲程发动机10具有活塞11，这些活塞11布置成相对于气缸盖组件13在气缸12内进行往复运动，而该气缸盖组件13支撑用来控制来回于相应气缸12中的流体的提升阀18。
活塞11通过曲轴14来驱动，并且借助于连杆15连接到曲轴14上。上面的曲轴16和17由该曲轴14以正时的关系进行驱动，因此提升阀18控制四冲程过程。
根据本发明，多缸四冲程发动机借助于下面方法容易改变成作为两冲程发动机来进行工作：提供附件，并且在发动机缸体21的一个侧壁上合适地呈应接板(adaptor plate)20的形式，而该应接板20设置有螺纹孔，从而支撑螺栓固定的往复泵22。
泵22具有曲轴23，该曲轴23由发动机曲轴14以其两倍的旋转速度进行驱动，因此螺栓固定的泵(bolt-on pump)的活塞25以两倍的发动机10的活塞11的循环速度进行往复运动。螺栓固定泵22为发动机10的每两个气缸12(在该气缸12内活塞11进行往复运动)提供一个活塞25和一个泵室26。
螺栓固定泵22安装有气缸盖30，而该螺栓固定泵实际上安装成接近进入开口，而空气进气管在正常情况下通过该进入开口进行连接，因此在相应泵室的出口33到一对进入口之间所设置的输送通道32相对较短，其中一个进入口以发动机10中的34来表示。
进入通道35设置到螺栓固定泵22中，单向阀、合适的针阀36和37设置在进入通道35和输送通道32内。通过输送通道的流体也可以借助于进入提升阀18i来控制，并且可以看到，进入提升阀18i和针阀37设置成接近输送通道32的端部。为相应气缸12的每个排出口38以传统方式提供另一个阀18e，但是为两冲程工作改变了阀18的正时。
进入阀18i或者开口34需要如图3和4所示一样的遮蔽，从而给进入的空气导向，从而产生更多的有效扫气和减少短路，并且冷却系统需要更高的热损失率，这种较高的热损失率包括较高的流动速度水泵和较大的放热器。如果需要，原来的四冲程进入口需要变成排气口，反之亦然。
螺栓固定的泵的孔和冲程为每个泵室提供了工作容积，该工作容积大于每个动力缸12的工作容积，对于较高功率的应用而言，每个泵室的工作容积可以是每个动力缸12的工作容积的1.6倍。
泵室相对于动力缸进行正时，因此在活塞11处于动力缸12(燃料加入到该动力缸12中)之前，相应的泵活塞25达到它的死点位置。在图示的实施例中，泵活塞25到达它的上死点位置，而动力活塞11在相应气缸12内处于上死点位置前大约120度。该图示的实施例是具有喷射器(未示出)的柴油机，这些喷射器把燃料直接喷射到燃烧室中。
使用时，螺栓固定的泵22在它的进入通道35内设置有单向流动的针阀36，因此，在活塞25的下行程中，并且该活塞的下行程连续进行，直到超出下死点时为止，把空气加入到活塞25上方的相应泵室26中，然后通过呈针阀37形式的单向阀排出，该针阀37设置在输送通道32的进口处。如果需要，旋转阀或者提升阀可以用来取代针阀。
相应动力缸12的进入阀18i在泵22的下死点之前大约40度处打开，并且在活塞11的上行程期间关闭，因此在喷射燃料时，压缩产生于移动到上死点期间，并且当活塞11向着它的下死点位置沿着气缸12向下移动时，产生了燃烧从而产生了动力冲程。
当活塞超过下死点位置并且向上运动部分路程从而继续下面的压缩冲程时，排气阀18e打开，废气通过它排出。在排气阀18e关闭之前，进入阀18i打开，并且在输送通道32内的进入阀18i和针阀37之间收集了空气，该空气的压力在打开的时间高于残留废气的压力，因此所收集到的空气被迫进入气缸12，从而有助于扫除废气。
这个效果示出在图5的表中，其中可以看到，在泵22使供给压力提高之后，针阀37关闭并且把增压的空气收集在输送歧管32中，这个可以用画有交叉阴影线的面积来证明。
进入阀18i保持打开，因此加入到泵22中的新燃料被迫进入到燃烧室中进行压缩，并且重复上述的过程。
在图1所图解的实施例中，如图2所示的正时布置是这样的：当相应的动力活塞11处于气缸12内的上死点之前120度时，泵活塞25到达它的上死点位置。进气阀18i适合于在活塞11的下死点之前的40度处打开，并且在上死点之前的110度处关闭。排气阀18e适合于在活塞11的下死点之前的70度处打开，并且在活塞11的上死点之前的140度处关闭。柴油机在16度处进行喷射。
此外，螺栓固定的泵所具有的工作容积是发动机10的每个气缸12的工作容积的1.4倍。
该发动机应该可以作为两冲程发动机而进行有效工作，从而产生最高为原来的四冲程发动机的功率的1.4倍的功率。
最好地，对于四缸发动机而言，螺栓固定的泵是这样的两缸泵：该泵的活塞相互超出180度的相，并且传统发动机的曲轴14借助于下面的方法进行改进：把每组两个邻近气缸的曲柄布置成相互成180度的错位，并且两组曲柄相互错位90度，从而形成1324的点火顺序。
借助于把传统的四冲程发动机转换成本发明的两冲程发动机，每单位转换发动机的发动机工作容积的原来扭矩和功率输出明显增加了。人们认为，对于转换过的四冲程发动机而言，可以实现扭矩和功率输出的增加最高达100％。
此外，功率/重量比和功率/容积比也提高了，并且通过减少5％-10％的基础发动机重量来实现，并且该减少的重量大部分是泵的辅助重量，该泵只是执行泵作用而没有受到燃烧力的作用，因此是相对较轻的结构。
因此，预料使用转换过的发动机可以实现使转换四冲程发动机的输出增大70％，而与类似的四冲程往复式燃烧发动机相比，该转换过的发动机轻了30％并且其整体包装容积减少了25％。
当转换过的发动机的每个气缸经常象原型机一样着火两次时，每个燃烧过程的供料率可以减少或者空/燃比可以变稀。这个应该具有这样的效果：降低尖峰循环温度和在高温时的保留时间。这就降低了Nox的产生，较大的获氧能力可以减少形成微粒和烟。
此外，在燃烧过程之前和燃烧过程期间存在大量的较小的微观涡流，从而有助于进行有效燃烧。这是由于扫气空气的质量流高速通过进入阀的结果，因为绝大数的进入增压空气在曲柄旋转角度小于90度时进行输送，及由于在循环中它加入得较晚，因为在动力活塞的下死点之后，大多数空气正在输送之中。在这点上，在四冲程发动机中，产生于加入期间的、较小的微观涡流在起燃时减少了。在本发明的、转换过的发动机中，人们认为，与通常的涡流相比，这种涡流更加剧烈，并且与通常的涡流相比，这种涡流在发动机循环中产生得更晚，从而导致主要涡流存在于起燃中。
这种效果本身表明可以大大减少火花前进的要求或者柴油机喷射前进的要求。
人们认为，为了能在汽油机和柴油机中得到最大扭矩而要求的正时提前角BTDC可以相应地从大约30度减少到12度和使喷射从大约30度减少到16度。在柴油机中，这还可以明显减少燃烧的预混合相，因此可以减少压力升高的速率，故减少了Nox的形成和噪声。
人们还认为，由于当泵活塞以两倍的发动机活塞循环速度进行工作，扫气空气以快速脉冲进行输送，扫气空气的平均速度的增加使扫气效率提高。当扫气空气在循环中输送得相对较晚时，将使因短路而直接进入到排气中的新鲜燃料减少到最小。因此可以产生有效的扫气。
本发明的转换过的发动机通常运转在更低的气缸压力下，但是该压力是许多燃烧过程中的压力的一半，并且各个压力尖峰将降低，连杆和曲轴上的各个扭矩脉冲将降低，更加多数的是，减少了扭矩波动。因此，零件如曲轴和轴承、连杆、气缸盖衬垫和用来承受正常的四冲程负荷的活塞环组具有相同的预期使用寿命或者更长的预期使用寿命。
可以看到，本发明提供了一种螺栓固定的系统，从而改进了发动机，这种改进的发动机产品可以制造，并且这种改进的发动机可以提供主要的技术优点，同时使对现有产品技术和优点影响最小，使进行生产时所需要的职工再培训和研究与发展的努力最少。现有发动机制造厂适合于进行这种转换，或者至少在基础制造过程中的局部进行这种转换。但是，当然可以由其它制造厂来制造它。
这种转换使用了相对较低费用的、被证实是好的往复活塞零件，并且通过最少量的零件和制造设备及设备改变而可以螺栓固定到4冲程发动机的产品中。因此，如果制造厂希望进入新的更大KW市场或者有助于排放控制，那么制造厂可以为新市场提供本发明的、现有发动机的转型。
制造厂可以使用现有的R&D知识并且只需要对它们生产设备进行合适改变。在大多数情况下，生产设备具有足够的能力和弹性来生产现有发动机和本发明的、转换过的发动机，因此大大地减少了两种发动机的生产输出中断平衡点。还使职工再培训和供给源问题达到最小。
除了供给泵和输送歧管之外，需要制造厂装上泵的固定件和驱动装置。该驱动可以来自位于发动机后部或者前部处的曲轴，或者来自沿着发动机曲轴任何位置。驱动装置可以是任何型式，只需要在工作时连接可以合适地正时就行。如果需要，曲轴和驱动轴之间的驱动连接可以这样的型式：在该型式中，使用时，相位可以调整成适合于特殊工作条件。例如，在高负荷和高RPM时，驱动轴的相位相对于曲轴可以提前，因此扫气效率最佳化。
发动机排气歧管可以改进成装有分配器或者涡管，从而分开各个气缸排气脉冲，但是异相的气缸可以共用共同的排气歧管容积。
如果它们不具有足够的热量损失能力(它们可能由陶瓷口涂层所绝缘)，那么排气口需要进行辅助冷却。
用来装配泵的发动机的区域应该合适地装有用来把泵栓接或者固定到该区域的装置，如双头螺栓或者螺纹孔或者类似的固定件。最好地，该区域是用来栓接的平面切削区域或者平面，并且提供了密封口，通过该密封口内部驱动可以进行内部驱动。安装区域还可以装有供油和返回装置与冷却水供给和返回装置。
一个泵缸供给两个动力缸的措施具有这样的优点：泵活塞以动力活塞的循环速度的两倍进行工作。这提高了加入到动力缸中的新鲜燃料的平均速度，该燃料在排气循环的后期进行输送，因此使借助于短路而直接到达打开的排气阀的新鲜燃料的损失达到最小。
增高的流动速度还具有提高进入燃料的涡流的有利效果，并且在起燃时可以增加涡流。人们还认为，这个将使稳定怠速基本上减少了，从而提供了更好的经济性。
当然，应当明白，只是借助于本发明的图解性例子给出了上面描述，所有的和其它的各种变形和改进对于本领域的普通技术人员来讲是显而易见的，因此被认为落入附加的权利要求所限定的本发明的概括范围之内。
Claims (16)
1.一种把四冲程往复活塞式发动机转换成两冲程发动机的方法，该方法包括：
提供一种具有相应泵室的往复变容泵，该相应泵室用于发动机的至少由两个气缸组成的气缸组，每个泵室具有由它的泵活塞所扫过的气缸工作容量，该气缸工作容量大于发动机的每个气缸的气缸工作容量；
把泵固定到邻近这些气缸的、发动机上的固定件上，因此泵的出口设置成紧紧邻近发动机的入口；
把每组发动机气缸的曲柄销布置成360度除以该组中的气缸数目所得到的角度间隔；
提供升压驱动装置，从而驱动发动机的泵，该升压值是每泵室的、每组发动机气缸中的气缸数目的比值；
通过输送歧管提供相对较短的供给通道，该输送歧管把每个泵室的出口与该组的气缸入口相互连接起来，从而进行供给，及
使发动机和泵之间的连通及发动机的进气阀和排气阀的工作正时成这样的：
这个泵活塞或者每个泵活塞把供给的另一些动力活塞引导到它们相应的上死点(TDC)位置中；
要供给的每个动力缸的进入阀在下死点(BDC)之前打开，并且在TDC之前关闭，及
供给动力缸的出口阀在BDC之前打开，并且在TDC之前关闭。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
借助于曲轴旋转80度到160度，这个泵活塞或者每个泵活塞把供给的另一些动力活塞引导到上死点(TDC)位置中；
每个动力缸的进入阀在BDC之前的50度到0度的范围内打开；
每个动力缸的进入阀在TDC之前的70度到160度的范围内关闭；
每个动力缸的出口阀在BDC之前的110度到40度的范围内打开，及
每个动力缸的出口阀在TDC之前的100度到180度的范围内关闭。
3.如权利要求2所述的方法，该方法用于工作在相对较低的工作速度下的发动机，并且该发动机工作在接近BDC的要求范围部分内。
4.如权利要求2所述的方法，该方法用于工作在相对较高的工作速度下的发动机，并且该发动机工作在更加远离BDC的要求范围部分内。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：升高比是2比1。
6.如前述权利要求任一所述的方法，其特征在于：泵室的工作容积不比每个发动机气缸的工作容积大1.6倍。
7.如权利要求1所述的方法，为了更好地改善排放，泵室的工作容积最多可以比每个发动机气缸的工作容积大60％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：输送歧管或者泵盖设置有排出阀，该排出阀可以防止气体在动力缸的扫气-吸气期间从输送歧管回流到泵室中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：排出阀紧邻泵室的出口而设置。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：输送歧管包括一个相应的上游分支，该分支连接到泵室中，并且若干下游分支与该组中的气缸连通。
11.如权利要求10所述的方法，包括位于上游分支中的排出阀。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：控制排出阀，从而顺序地与下游的分支连通。
13.如权利要求1所述的方法，包括偏转装置，该偏转装置处于进入区域内，从而引起废气的环形扫气。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在进入区域内为每个气缸提供遮盖的阀装置，从而引起废气的环形扫气。
15.如权利要求1所述的方法，包括在进入区域内为每个泵室所提供的阀装置。
16.一种两冲程往复发动机，该发动机具有头部安装的进入阀和排出阀及用来给气缸装料的外部泵，其特征在于：
外部泵是往复变容式泵，该泵具有与发动机的至少由两个气缸组成的气缸组相对应的泵室，每个泵室具有泵活塞所扫过的排量，该排量大于发动机的每个气缸的工作容量；
该泵固定到邻近气缸的发动机的固定件上，因此泵的出口紧邻发动机的入口而设置；
发动机的曲轴的曲柄销布置成360度除以该组气缸的数目的间隔角度；
每组发动机气缸的曲柄销布置成360度除以该组气缸的数目的间隔角度；
设置了升压驱动装置，从而驱动发动机的泵，这种升压值是每泵室的、在每组发动机气缸内的气缸数目的值；
相对较短的供给通道通过输送歧管而设置到该组气缸的入口中，从而进行供给，而该输送歧管与每个泵室的出口相连，及
发动机和泵之间的连通及发动机的进入阀和排出阀的工作定时成这样的：
该泵活塞或者每个泵活塞把供给的动力活塞的另一些导到它们相应的上死点(TDC)位置上；
要供给的每个动力缸的进入阀在下死点(BDC)之前打开和在TDC之前关闭，及
该供给的动力缸的出口阀在BDC之前打开并且在TDC之前关闭。
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